電路基礎(chǔ)教學(xué)全文(5篇)

摘要：針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在內(nèi)容抽象、理論無法聯(lián)系實(shí)踐、復(fù)雜難學(xué)等諸多問題，提出以Proteus仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面進(jìn)行了改革實(shí)踐，經(jīng)過幾年的實(shí)踐表明，提高了學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，教學(xué)質(zhì)量得到很大改善。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)；Proteus仿真；教學(xué)改革

1PROTEUS軟件介紹

PROTEUS軟件是英國LabcenterElectronics公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿制及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，是一個(gè)電子設(shè)計(jì)的教學(xué)平臺、實(shí)驗(yàn)平臺和創(chuàng)新平臺，覆蓋了電工電子實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室等全部功能。它可以對模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)仿真，并進(jìn)行功能驗(yàn)證，通過動態(tài)器件如電機(jī)、LED，LCD開關(guān)等，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器，實(shí)時(shí)觀看運(yùn)行后的輸入輸出的效果。

2理論教學(xué)改革

根據(jù)我校地處偏遠(yuǎn)且為農(nóng)林院校的特殊情況和實(shí)際工程需要，教學(xué)內(nèi)容上舍去復(fù)雜的理論分析，注重理論分析結(jié)果的應(yīng)用，減少有關(guān)器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析過程，著重介紹器件（或集成元器件）的作用、主要參數(shù)、使用方法。全系教師根據(jù)各路反饋信息，確定數(shù)字電路基礎(chǔ)、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形產(chǎn)生于整形，AD/DA和DA/AD轉(zhuǎn)換電路五大教學(xué)項(xiàng)目，每個(gè)大項(xiàng)目又分為幾個(gè)小的教學(xué)模塊，同時(shí)弱化或忽略掉其它相關(guān)內(nèi)容?！稊?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》是學(xué)生第一次接觸與以往截然不同的邏輯電路，其中涉及到很多電路的原理和繁瑣抽象名詞術(shù)語，這些無論板書或者多媒體課件，都會使學(xué)生覺得枯燥無味，喪失學(xué)習(xí)激情。如果教學(xué)時(shí)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，在理論教學(xué)過程中利用多媒體講解原理、用法，再穿插Proteus仿真,可使理論知識直觀、形象、生動，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和記憶。例如，剛接觸常用組合邏輯電路8線-3線優(yōu)先編碼器74HC148時(shí)，學(xué)生對什么是編碼器，選通輸入端、低電平有效等名詞一頭霧水，更難以想象對輸入的編碼其輸出是怎樣的，如果有幾路信號同時(shí)輸入，究竟對哪一路優(yōu)先編碼輸出，怎樣實(shí)現(xiàn)利用功能端實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展編碼？單靠多媒體講解，這些問題在學(xué)生腦海里像一盤漿糊，一片茫然，無疑加大了學(xué)生的理解難度。這時(shí)，教師可以在Proteus界面上形象地演示編碼器74HC148的邏輯功能，如圖1所示，改變各個(gè)輸入端和控制端的輸入，即可用發(fā)光二極管形象的表現(xiàn)出74HC148輸出端的狀態(tài)，結(jié)合仿真現(xiàn)象形象講解，使得原來難以理解的芯片功能表也變得容易，會起到事半功倍之效，為后面的學(xué)習(xí)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)踐表明，通過在課堂上現(xiàn)場穿插PROTEUS仿真教學(xué)，學(xué)生很輕松學(xué)習(xí)地譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)比較器等常用組合邏輯電路，各種觸發(fā)器、常用時(shí)序邏輯電路和555定時(shí)器的運(yùn)用，以及AD,DA轉(zhuǎn)換器，對《數(shù)字電路基礎(chǔ)》的畏難情緒一掃而光。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

一、電工技術(shù)課程體系的構(gòu)建

電工技術(shù)課程體系由基礎(chǔ)知識、應(yīng)用技能、綜合測試和課程評價(jià)四個(gè)模塊組成。其中，基礎(chǔ)知識模塊包括電工技術(shù)的最基本內(nèi)容，其主要功能是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本理論知識；應(yīng)用技能模塊包括實(shí)驗(yàn)、基本技能實(shí)訓(xùn)和電路仿真等與電工技術(shù)理論內(nèi)容相配套的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其主要功能是培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基本技能與應(yīng)用能力；綜合測試模塊包括過程考核和結(jié)果考核，結(jié)合《國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——維修電工》的要求，注重考核學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論與基本技能的能力；課程評價(jià)模塊包括學(xué)生、任課教師、專業(yè)教研室等對本課程的意見和建議。

二、重組理論內(nèi)容，夯實(shí)理論基礎(chǔ)

電工技術(shù)課程所包涵的內(nèi)容較多，各專業(yè)對本課程的要求也存在差異，給課程的教學(xué)帶來了較大的困難。通過與相關(guān)專業(yè)溝通、研究專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對本課程的需求，結(jié)合維修電工考試對基礎(chǔ)知識的要求，電工技術(shù)基礎(chǔ)知識模塊按內(nèi)容屬性分為直流電路、交流電路、磁路和變壓器及電機(jī)電器四個(gè)教學(xué)單元，每個(gè)教學(xué)單元下設(shè)若干個(gè)基本課題。各專業(yè)可結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需求組合出適合本專業(yè)的電工技術(shù)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃。各基本課題的內(nèi)容要簡練、實(shí)用，避免過多的理論推導(dǎo)。同時(shí)要貼緊實(shí)驗(yàn)和基本技能實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；貼緊維修電工考證的內(nèi)容，力求達(dá)到基礎(chǔ)知識、應(yīng)用技能、電工考證的高度統(tǒng)一。

三、整合實(shí)踐內(nèi)涵，提升應(yīng)用能力

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以儀表使用為主。電工技術(shù)是一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，許多知識必須通過實(shí)驗(yàn)手段才能正確建立，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在電工技術(shù)教學(xué)中至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上力求做到以電路基本元件、基本電路及儀器儀表使用為主線合理安排，弱化理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)鞏固電的基礎(chǔ)知識，熟練掌握儀器儀表的使用方法，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。其內(nèi)容包括電位、電壓測量及基爾霍夫定律驗(yàn)證、常用阻容元件識別與測試、日光燈電路及功率因數(shù)的提高、三相電路負(fù)載、單相變壓器特性的測試和三相異步電動機(jī)測試與使用。

2.基本技能實(shí)訓(xùn)，注重打好基本功。電工技術(shù)應(yīng)用能力的落腳點(diǎn)就是崗位的工作能力，基本技能實(shí)訓(xùn)是其中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其內(nèi)容包括安全用電和基本操作技能訓(xùn)練；電工儀表的使用；照明系統(tǒng)圖和平面圖的識讀及照明電路的安裝；低壓控制電器的拆裝；電動機(jī)的拆裝；電氣控制圖的識讀及電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。通過基本技能實(shí)訓(xùn)使學(xué)生逐步積累電工基本知識和實(shí)用技能，不斷提高實(shí)際操作能力，為走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

摘要：傳統(tǒng)的電子技術(shù)類實(shí)訓(xùn)課程以學(xué)科知識體系組織教學(xué)，學(xué)生難以把這些相互關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)融會貫通，而且實(shí)驗(yàn)又以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，這樣的做法不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和能力。文章針對電子信息類專業(yè)電子技術(shù)類實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)中存在的問題，從CDIO教學(xué)理念出發(fā)，引入大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽內(nèi)容進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，打破以班級、年級為授課單位的慣例，提出了不同年級聯(lián)合實(shí)訓(xùn)，建立子項(xiàng)目組共同完成綜合項(xiàng)目的合作實(shí)訓(xùn)模式。

關(guān)鍵詞：CDIO；電子技術(shù)類課程；聯(lián)合實(shí)訓(xùn)

CDIO工程教育模式是根據(jù)項(xiàng)目研發(fā)過程的四個(gè)階段來組織教學(xué)的一種教學(xué)模式。該教學(xué)模式2005年引入汕頭大學(xué)，符合當(dāng)時(shí)我國工程教育改革的需要，得到教育部高教司理工處的大力支持。2008年4月，教育部發(fā)文成立“CDIO工程教育研究與實(shí)踐課題組”，之后于當(dāng)年12月由教育部理工處倡議組建了CDIO工程教育試點(diǎn)工作組，參加的高校有18所[1]。CDIO教學(xué)理念以培養(yǎng)學(xué)生的能力為主線組織教學(xué)，打破了以往以學(xué)科知識體系組織教學(xué)的常態(tài)。胡占軍等人研究之后認(rèn)為CDIO教學(xué)模式本質(zhì)上與“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”相同[2]。CDIO教學(xué)模式在中國快速發(fā)展，本科院校的工程教育專業(yè)和非工程教育專業(yè)的教師以及高職高專類院校的教師都積極把它用于專業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐，且取得了一系列的研究成果[3]。本文從CDIO教學(xué)理念出發(fā)，把CDIO教學(xué)模式應(yīng)用于高職電子信息類專業(yè)電子技術(shù)類課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，引入歷年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的題目作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。除了按照CDIO的四個(gè)步驟進(jìn)行教學(xué)外，還打破了以班級為單位進(jìn)行教學(xué)的模式，提出不同年級的學(xué)生組隊(duì)共同完成綜合性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的新實(shí)訓(xùn)模式。

一、CDIO工程教育

CDIO是Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Imple－ment（實(shí)現(xiàn)）和Operate（運(yùn)行）四個(gè)英文單詞的首寫字母，代表產(chǎn)品研發(fā)、運(yùn)行直至廢棄的全過程。CDIO教育理念是以產(chǎn)品生命周期為載體，建立一體化的相互支撐的聯(lián)系的課程體系，使學(xué)生能夠主動在基于項(xiàng)目的實(shí)踐中學(xué)習(xí)工程技術(shù)[4]。CDIO教育模式作為工程教育領(lǐng)域的一項(xiàng)重要改革，其目的是解決工程教育的兩個(gè)根本問題，即：培養(yǎng)什么樣的人？如何培養(yǎng)？對于第一個(gè)問題它用CDIO教學(xué)大綱給出了工程師應(yīng)掌握的知識，應(yīng)具備的能力和素質(zhì)。對于第二個(gè)問題則給出了CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)工程教育改革的實(shí)施方法。依據(jù)CDIO教學(xué)大綱和12條標(biāo)準(zhǔn)，教師可以建立一體化的相互聯(lián)系的課程體系。通過設(shè)計(jì)基于課程群的綜合性項(xiàng)目，教師可以把基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和綜合能力訓(xùn)練、課程學(xué)習(xí)和探究興趣、知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來。由于每個(gè)項(xiàng)目都是基于課程群的綜合性項(xiàng)目，學(xué)生可以有效地把相互關(guān)聯(lián)的課程知識點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，形成能力。因此，CDIO教學(xué)模式為培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型工程技術(shù)人才提供了一種可執(zhí)行的模式。

二、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽與學(xué)生能力的培養(yǎng)

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽始于1994年，競賽的內(nèi)容大致可以分為四類：電源及信號源、數(shù)據(jù)采集與控制、儀器儀表、無線電及放大器。競賽涉及多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，包括電工電子技術(shù)、單片機(jī)及接口技術(shù)、自動控制、傳感器、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。競賽作品的完成要求學(xué)生具備多項(xiàng)專業(yè)技能：電子元器件的應(yīng)用，電氣參數(shù)的實(shí)現(xiàn)，電路的設(shè)計(jì)、論證、調(diào)試、測試等。此外，學(xué)生還必須有較強(qiáng)的寫作能力以及交流合作能力。舉辦電子設(shè)計(jì)競賽的目的是推動高等院校電子信息類專業(yè)的課程體系和教學(xué)模式的改革，使高校注重培養(yǎng)大學(xué)生的工程實(shí)踐能力。通過備賽，教師引導(dǎo)學(xué)生把主要精力放到學(xué)習(xí)和能力提升方面，促進(jìn)高校形成優(yōu)良的學(xué)風(fēng)，為選拔優(yōu)秀人才創(chuàng)造條件[5]。可見，舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽目的與CDIO工程教育改革的目標(biāo)相一致。

一、構(gòu)建科學(xué)的課程內(nèi)容體系，主動適應(yīng)信息時(shí)代的教改需求

針對電工課學(xué)時(shí)減少、內(nèi)容膨脹、更新快的特點(diǎn)，沿著“掌握基本知識，教會學(xué)習(xí)方法，啟迪創(chuàng)新思維”的思路，借鑒國外和地方有關(guān)教育及科技發(fā)展的研究成果，筆者對課程內(nèi)容體系進(jìn)行了重新的調(diào)整設(shè)計(jì)。參考國內(nèi)外同類或相關(guān)的教材和著作，對經(jīng)典內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，刪減了陳舊繁雜的內(nèi)容，補(bǔ)充了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)思想和電工常用電路應(yīng)用實(shí)例。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐的需要，在加強(qiáng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，考慮到深入淺出、循序漸進(jìn)的認(rèn)識規(guī)律，優(yōu)化組合課程內(nèi)容。分四個(gè)層次設(shè)置電工課程。

第一層次，電路的認(rèn)識。介紹電路和基本電路元件，如電阻、電容、電感等及各電路元件的約束關(guān)系、基本物理量等。

第二層次，電路分析基礎(chǔ)。包括電路的基本定律、基本電路分析方法、電路的暫態(tài)分析和正弦交流電路分析。電路分析基礎(chǔ)多見于后續(xù)課程的電路等效分析，影響到電路基本分析判斷與實(shí)際電路圖的快速識別。其中直流電路是交流電路、電子電路的基礎(chǔ)。直流電路分析方法，如基爾霍夫定律、等效概念、戴維南定理等，不僅適用于直流電路的分析計(jì)算，一般也適用于其他電路的分析計(jì)算。這些內(nèi)容貫穿于整個(gè)課程中，起著承上啟下或牽動全局的作用。

第三層次，電工器件。磁路部分重點(diǎn)介紹交流鐵心線圈電路，為學(xué)習(xí)變壓器與異步電動機(jī)打基礎(chǔ)。電動機(jī)重點(diǎn)介紹電動機(jī)的控制與調(diào)速。因?yàn)殡妱訖C(jī)的控制技術(shù)仍然是各種控制理論和實(shí)踐中應(yīng)用最多的技術(shù)。

第四層次，電工常用電路應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)方法。介紹電工日常工作中經(jīng)常接觸到的典型電路，使學(xué)員意識到所學(xué)的電工知識絕不是空洞的理論。通過具體的電路分析介紹電路設(shè)計(jì)的基本程序和步驟，初步確立電路設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)員的電路設(shè)計(jì)習(xí)慣。

這四個(gè)層次之中又可以按內(nèi)容難度等級劃分為重點(diǎn)講授內(nèi)容、一般講授內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容。如對戴維南定理重點(diǎn)講解，而對支路電流法，只要講解列方程的原則和方法即可，學(xué)員可以自己總結(jié)出結(jié)論，達(dá)到解決問題的目的。交流電路研究的理論依據(jù)依然是歐姆定律、基爾霍夫定律以及基本電路分析方法，只不過分析的對象不是直流而是相量，只要了解了復(fù)數(shù)運(yùn)算規(guī)律，就能利用前后關(guān)聯(lián)的知識獨(dú)立求解，教學(xué)中應(yīng)該把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)員。這樣設(shè)置教學(xué)內(nèi)容體系后，能做到繁簡得當(dāng)、重點(diǎn)突出，既不損害其內(nèi)容的完整性、系統(tǒng)性，又解決了課時(shí)減少的矛盾。

一、電工技術(shù)課程體系的構(gòu)建

電工技術(shù)課程體系由基礎(chǔ)知識、應(yīng)用技能、綜合測試和課程評價(jià)四個(gè)模塊組成。其中，基礎(chǔ)知識模塊包括電工技術(shù)的最基本內(nèi)容，其主要功能是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本理論知識；應(yīng)用技能模塊包括實(shí)驗(yàn)、基本技能實(shí)訓(xùn)和電路仿真等與電工技術(shù)理論內(nèi)容相配套的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其主要功能是培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基本技能與應(yīng)用能力；綜合測試模塊包括過程考核和結(jié)果考核，結(jié)合《國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——維修電工》的要求，注重考核學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論與基本技能的能力；課程評價(jià)模塊包括學(xué)生、任課教師、專業(yè)教研室等對本課程的意見和建議。

二、重組理論內(nèi)容，夯實(shí)理論基礎(chǔ)

電工技術(shù)課程所包涵的內(nèi)容較多，各專業(yè)對本課程的要求也存在差異，給課程的教學(xué)帶來了較大的困難。通過與相關(guān)專業(yè)溝通、研究專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對本課程的需求，結(jié)合維修電工考試對基礎(chǔ)知識的要求，電工技術(shù)基礎(chǔ)知識模塊按內(nèi)容屬性分為直流電路、交流電路、磁路和變壓器及電機(jī)電器四個(gè)教學(xué)單元，每個(gè)教學(xué)單元下設(shè)若干個(gè)基本課題。各專業(yè)可結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需求組合出適合本專業(yè)的電工技術(shù)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃。各基本課題的內(nèi)容要簡練、實(shí)用，避免過多的理論推導(dǎo)。同時(shí)要貼緊實(shí)驗(yàn)和基本技能實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；貼緊維修電工考證的內(nèi)容，力求達(dá)到基礎(chǔ)知識、應(yīng)用技能、電工考證的高度統(tǒng)一。

三、整合實(shí)踐內(nèi)涵，提升應(yīng)用能力

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以儀表使用為主。電工技術(shù)是一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，許多知識必須通過實(shí)驗(yàn)手段才能正確建立，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在電工技術(shù)教學(xué)中至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上力求做到以電路基本元件、基本電路及儀器儀表使用為主線合理安排，弱化理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)鞏固電的基礎(chǔ)知識，熟練掌握儀器儀表的使用方法，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。其內(nèi)容包括電位、電壓測量及基爾霍夫定律驗(yàn)證、常用阻容元件識別與測試、日光燈電路及功率因數(shù)的提高、三相電路負(fù)載、單相變壓器特性的測試和三相異步電動機(jī)測試與使用。

2.基本技能實(shí)訓(xùn)，注重打好基本功。電工技術(shù)應(yīng)用能力的落腳點(diǎn)就是崗位的工作能力，基本技能實(shí)訓(xùn)是其中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其內(nèi)容包括安全用電和基本操作技能訓(xùn)練；電工儀表的使用；照明系統(tǒng)圖和平面圖的識讀及照明電路的安裝；低壓控制電器的拆裝；電動機(jī)的拆裝；電氣控制圖的識讀及電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。通過基本技能實(shí)訓(xùn)使學(xué)生逐步積累電工基本知識和實(shí)用技能，不斷提高實(shí)際操作能力，為走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。